高中化学 4.2 资源的综合利用 环境保护课件 新人教版必修2.ppt

成才之路 化学 路漫漫其修远兮吾将上下而求索 人教版 必修2 化学与自然资源的开发利用 第四章 第二节资源的综合利用环境保护 第四章 迄今为止 煤仍是人类使用的主要能源之一 同时也是重要的化工原料 煤燃烧时不仅产生我们所需要的能量 同时还会生成大量的二氧化硫 氮的氧化物 碳的氧化物和烟尘等污染物 采取哪些措施可以减少煤燃烧对环境造成的污染 物质文明的快速发展给人们的生活水平带来了快速的提高 但是物质文明发展的同时也给人们生产了垃圾 带来了烦恼 同学们对发展生产和保护环境有何看法 学习目标1 了解煤 石油 天然气的组成及其综合利用 2 了解以煤 石油 天然气为原料生产合成材料 3 了解节约能源和防止污染的重要性 4 了解绿色化学的含义并体会绿色化学在化工生产中的重要性 新知预习1 煤的综合利用 1 煤的组成煤是由 和少量 组成的复杂混合物 主要含 还含有少量 等元素 有机物 无机物 碳元素 氢 氧 氮 硫 2 煤的综合利用 隔绝空气加强热使之分解 煤的焦化 焦炉气 煤焦油 可燃性气体 2 天然气的综合利用 1 组成 天然气的主要成分是 2 综合应用 天然气是一种清洁的化石燃料 作为一种化工原料 主要用于 和 等 3 石油的综合利用 1 石油的组成石油是由多种 组成的混合物 甲烷 合成氨 生产甲醇 碳氢化合物 2 石油的综合利用 原油中各组分沸点的不同 链状烃 环状烃 4 以煤 石油和天然气为原料生产合成材料 1 三大合成材料 2 实例 制取聚乙烯反应的化学方程式为 塑料 合成橡胶和合成纤维 3 四个概念 小分子化合物 ch2 ch2 最小重复结构单元 ch2 ch2 链节的数目 n 5 环境保护 1 环境问题的含义指由于人类不合理地开发和利用自然资源而造成的 以及工农业生产和人类生活所造成的环境污染 2 当今化学工作者面临的重要任务环境情况的监测 三废的治理 寻找源头治理环境污染的生产工艺等 生态环境破坏 3 三废 废气 大气污染物主要来自 和工业生产过程中产生的 及其 废水 含有复杂的成分 任意排放会导致 的污染 废渣 对废渣等固体废弃物的处理兼有 和 两个重要目的 化石燃料燃烧 废气 携带的颗粒物 土壤 水源 减少环境污染 资源回收利用 6 绿色化学 1 核心利用化学原理 2 原子经济的含义原子经济要求反应物中的原子全部转化为 这时原子利用率达到 从源头上减少和消除工业生产对环境的污染 期望的最终产物 100 自主探究1 如何区分直馏汽油和裂化汽油 提示 直馏汽油与裂化汽油的区别 直馏汽油 石油经常压蒸馏制得的 主要含c5 c11的烷烃 环烷烃和芳香烃等 与溴水不反应 可作为溴的萃取剂 裂化汽油 重油经热裂化或催化裂化制得的 主要含c5 c11的烷烃 烯烃 二烯烃等 能使溴水 kmno4 h 溶液褪色 2 我们学过的四种基本反应类型中 最符合绿色化学原则的是哪种 在有机化学反应中有哪种 提示 绿色化学的核心就是利用化学原理从源头上减少和消除环境污染 我们学过的四种基本反应类型包括 化合反应 分解反应 置换反应和复分解反应 其中只有化合反应产物唯一 反应物的原子全部转化为期望的最终产物 即原子利用率为100 其他三种反应的反应产物不唯一 是两种或两种以上 所以他们的原子利用率小于100 因此 其中最符合绿色化学原则的是化合反应 在有机化学反应中 取代反应 氧化反应 酯化反应 水解反应 裂解反应等产物均不唯一 而加成反应产物唯一 因此 其中只有加成反应原子利用率为100 最符合绿色化学原则 煤 石油和天然气的综合利用 思维导图 1 煤的综合利用 1 煤的组成煤是由有机物和少量无机物组成的复杂混合物 其组成以碳元素为主 还含有少量的h o n s等元素 教材点拨 特别提示 煤的干馏又叫煤的焦化 从干馏产物中可获得燃料及多种化工原料 煤的成分复杂 煤在干馏时发生的变化肯定也复杂啦 可以说发生了复杂的物理变化和化学变化 干馏实验装置图 干馏的主要产品和用途 5 煤综合利用的重要意义 减少煤燃烧产生的大量so2 氮的氧化物 碳的氧化物和烟尘等污染物的排放 提高煤燃烧的热效率 煤的气化 液化是使煤变成清洁能源的有效途径 煤的燃烧效率也得以提高 提取煤中的化学原料 在加工煤炭以及使用煤作燃料的过程中 对于所产生的煤灰 煤渣 废气 废液等都加以合理的处理 做到既消除污染又充分利用资源 2 石油的综合利用 1 石油的组成石油主要是由多种烷烃 环烷烃和芳香烃等碳氢化合物组成的混合物 无固定熔 沸点 除含c h元素外 还含有s o n等元素 2 石油的分馏利用原油中各组分沸点不同 将复杂的混合物进行分离的过程 分馏是利用蒸馏的原理 加热石油 沸点低的烃先气化 经冷凝后分离出来 再冷凝出沸点高的烃 最终就可以将石油分成不同沸点范围的蒸馏产物了 分馏得到的产物 又叫馏分 就不是纯净物而是混合物 同时也要注意石油分馏属于物理变化 3 石油的裂化和裂解 裂化 裂解 采用比石油裂化更高的条件 使某些石油加工产品转化为分子内含碳原子数更少 沸点更低的气态化工原料的方法 温馨提示 裂化是为了提高汽油的产量和质量 而裂解采用比裂化更高的温度 是为了获得大量的乙烯 丙烯等不饱和气体产物 裂化温度一般不超过500 而裂解温度一般是在700 1000 所以裂解是深度裂化 温馨提示 含较多碳原子的烷烃发生裂解反应时 碳 氢原子分为两部分 生成另一种烷烃和一种烯烃 烷烃可继续上述反应 直到碳原子数较小为止 归纳比较 化学六气的主要成分 4 以煤 石油和天然气为原料生产合成材料 1 三大合成材料塑料 合成橡胶和合成纤维这三大合成材料 都主要是以煤 石油和天然气为原料生产的 2 合成高分子化合物 乙烯合成聚乙烯 乙烯分子中的双键可断裂而与其他物质发生加成反应 在适当温度 压强和有催化剂存在的条件下 乙烯也可以发生自身加成反应 形成相对分子质量巨大的高分子化合物 聚乙烯 ch2 ch2 ch2 ch2 ch2 ch2 ch2 ch2 ch2 ch2 ch2 ch2 这个反应可以用下式简单表示为 nch2 ch2 ch2 ch2 n 3 生产合成材料的四个概念 加聚反应 含有碳碳双键的相对分子质量小的化合物 在一定条件下 相互结合成相对分子质量大的高分子 这样的反应称为加成聚合反应 简称加聚反应 单体 在形成聚乙烯这种高分子化合物时 反应物为乙烯 乙烯称为单体 链节 聚乙烯分子中的重复结构单元 ch2 ch2 称为链节 聚合度 聚乙烯分子中的n称为聚合度 表示高分子化合物中所含链节的数目 4 高分子化合物的合成 高分子化合物有天然的 如蛋白质 纤维素 淀粉 也有人工合成的聚乙烯 聚氯乙烯 聚苯乙烯 聚丙烯 聚甲基丙烯酸甲酯 又称有机玻璃 合成橡胶等合成高分子化合物都是由加聚反应制得的 相对分子质量巨大是高分子化合物的基本特征 也是它们与低分子化合物的根本区别 高分子化合物的判断方法 一般是看分子式中是否含有n 如果有则是高分子化合物 如果没有则一定不是高分子化合物 2014 经典习题选萃 下列转化不属于煤或石油的综合利用的是 a 将煤干馏制得煤焦油和焦炭b 在一定条件下将煤转化为液体燃料c 将煤制成蜂窝煤作燃料d 将石油裂解制得乙烯等化工原料 典例透析 解析 a项煤的干馏和b项煤的液化属于煤的综合应用 而将煤制成蜂窝煤作燃料是为了使煤燃烧更充分 不属于综合利用 d项石油裂解属石油的综合利用 故选c 答案 c 某高分子化合物的部分结构如下 下列说法不正确的是 点拨 有机高分子化合物虽然相对分子质量很大 但它们的结构并不复杂 通常是由简单的结构单元重复连接而成的 做题时根据高分子链的结构特点 结合单体间可能发生的反应 找出其链节 书写聚合物的化学式可先写出单体的化学式 然后使双键断开相连接即可 在书写时常将双键碳原子作为端点 其他原子团作为支链 1 下列关于化石燃料及其使用的一些说法中不正确的是 a 煤的气化是指将固态煤粉碎后高温下变为气态 以使煤燃烧时能与氧气充分接触而完全燃烧b 天然气除可用作清洁能源外 也可用于合成氨和生产甲醇等c 石油分馏得到的汽油和石油催化裂化得到的汽油其成分不相同 变式训练 d 化石燃料也是重要的化工原料 乙烯和苯就是分别来自于石油和煤的基本化工原料答案 a 2 2014 经典习题选萃 关于聚乙烯的说法正确的是 a 聚乙烯是通过加聚反应生成的b 聚乙烯具有固定的元素组成 因而有固定的熔 沸点c 聚乙烯塑料袋因有毒 故不能装食品d 聚乙烯因性质稳定 故不易造成污染答案 a 环境保护和绿色化学 思维导图 1 环境问题的含义通常所说的环境问题 主要是指由于人类不合理地开发和利用自然资源而造成的生态环境破坏 以及工农业生产和人类生活所造成的环境污染 对环境情况的监测 三废的治理 寻找源头治理环境污染的生产工艺等 都是当今化学工作者面临的重要任务 教材点拨 2 环境保护分析 1 环境自净 人类活动不断地向环境排放污染物质 而大气 水 土壤的扩散 稀释 氧化还原 生物降解等作用 使污染物的毒性和浓度自然降低 这种现象叫做环境自净 2 排放的污染物超过了环境的自净能力 环境质量就会发生不良的变化 危害人类健康和生存 于是就造成了环境污染 3 化学面临的重要任务 1 对环境情况的监测为了解环境的污染情况 消除和控制污染以及研究污染物的存在 分布和转化规律 需要对污染物的形态 含量等进行分析和鉴定 提供可靠的分析数据 2 各种污染与防治 大气污染 4 绿色化学 1 绿色化学的含义绿色化学的目的在于不再使用有毒 有害的物质 不再产生废物 从科学观点看 它是化学科学基础内容的更新 从环境观点看 它强调从源头上消除污染 从经济观点看 它提倡合理利用资源和能源 降低生产成本 2 绿色化学的核心利用化学原理从源头上减少或消除工业生产对环境的污染 3 原子经济按照绿色化学的原则 最理想的原子经济就是反应物的原子全部转化为期望的最终产物 这时原子利用率为100 4 绿色化学对化学反应的要求 2014 试题调研 绿色化学实验是指化学实验要符合绿色化学思想 如减少污染 防止浪费等 下列符合绿色化学实验的是 a 用铜与浓硫酸反应制取cuso4 并用少量品红溶液吸收尾气b 将co还原fe2o3后的尾气直接排入空气中c 用ccl4进行萃取操作练习时 将溴水改成碘水d 将zn和稀硫酸制h2后的废液倒入水槽后 再清洗玻璃仪器 典例透析 解析 本题考查绿色化学的实质 品红溶液可以用来检验so2气体 但不能用来吸收尾气 a错 co还原fe2o3后的尾气中含有少量co气体 直接排放到空气中会造成污染 b错 溴易挥发 而碘不易挥发 c对 锌与稀硫酸制氢气后的废液倒入水槽会污染环境 d错 答案 c 3 在 绿色化学工艺 中 理想状态是反应物中的原子全部转化为欲制得的产物 即原子利用率为100 下列反应类型能体现 原子经济性 原则的是 置换反应 化合反应 分解反应 取代反应 加成反应 消去反应 加聚反应 缩聚反应a b c d 变式训练 答案 b点拨 化合反应 加成反应和加聚反应均只有一种产物 即反应物原子全部转化欲制得产物 符合 绿色化学工艺 的要求 其它各反应中 反应物的原子部分转化为欲制得的产物 1 2014 经典习题选萃 双选 下列说法中 正确的是 a 石油有固定的沸点 所以可进行分馏b 重油经过催化裂化可以得到汽油c 在石油加工过程中经过减压蒸馏可得到石蜡油d 石油分馏所得的馏分是纯净物答案 bc 点拨 本题考查石油的分馏 裂化及其综合利用 答题时要分清不同利用方式的原理或不同利用方式的目的 2 2014 四川新津中学高一月考 下列关于煤的干馏的叙述中 正确的是 a 煤的干馏是加热使煤分解的过程b 煤的干馏是化学变化 石油的分馏是物理变化c 煤干馏的目的是为了得到煤焦油d 煤是以单质碳为主的复杂混合物 干馏时单质碳与混合的物质发生化学变化答案 b 点拨 将煤隔绝空气加强热使其分解的过程 叫做煤的干熘 也叫煤的焦化 属于化学变化 煤干馏后得到焦炭 煤焦油 焦炉气 粗氨水和粗苯等主要产品 这些产物可用于生产化肥 塑料 合成橡胶 合成纤维 炸药 染料 医药等 煤中含的主要元素为碳元素 还含有少量氢 氮 硫 氧等元素 由以上分析知b项正确 4 2014 试题调研 下列符合化学实验 绿色化 的有 在萃取操作的演示实验中 将ccl4萃取溴水改为ccl4萃取碘水 在铜和浓硝酸反应的实验中 将铜片改为可调节高度的铜丝 将实验室的废酸液和废碱液中和后再排放a b c d 答案 d 点拨 绿色化 就是无污染化 溴水易挥发 而碘水不挥发 将铜片改为可调节高度的铜丝可以控制反应的进行 减少污染 将实验室的废酸液和废碱液中和后再排放可以消除污染 绿色化学利用化学原理从源头上减少和消除工业生产对环境造成的污染 称为 清洁化学 环境无害化学 环境友好化学 符合原子经济性 反应物原子全部转化为最终的期望产物 原子利用率为100 5 2014 试题调研 下列关于有机物的说法中 正确的一组是 淀粉 油脂 蛋白质在一定条件下都能发生水解反应 乙醇汽油 是在汽油里加入适量乙醇而成的一种燃料 它是一种新型化合物 除去乙酸乙酯中残留的乙酸 可加过量饱和na2co3溶液振荡后 静置分液 石油的分馏 裂化和煤的干馏都是化学变化 淀粉遇碘酒变蓝色 葡萄糖能与新制cu oh 2发生反应 塑料 橡胶和纤维都是合成高分子材料a b c d